[发明专利]带联结电极模板的电打孔装置

说明书

本发明的技术领域

这项发明涉及电打孔领域，特别是一种能将制剂引入肿瘤细胞以便摧毁该细胞的电打孔装置。本发明的现有技术

细胞对分子通过细胞壁进入细胞质具有天然的抵抗力。70年代科学家首次发现“电打孔现象”，在这种场合电场被用于在细胞上形成孔但不对这些细胞造成永久性损伤。这项发现使大分子直接进入细胞质成为可能。电打孔得以进一步发展是为了帮助各种分子借助在细胞上暂时形成一些允许分子进入该细胞的孔插入细胞质。

电打孔已被用于将物质移植到许多不同类型的细胞中。例如，这类细胞包括卵、血小板、人类的细胞、红细胞、哺乳动物的细胞、植物原生质体、植物花粉、脂质体、细菌、真菌、酵母和精子。此外，电打孔已被用于移植各种各样的不同物质，在本文中称之为“植入物质”、“植入分子”和“植入制剂”。这些物质已包括DNA、基因和各种化学制剂。

电打孔已被用在将外界物质引入活细胞的体外和体内两种方法中。在体外的应用中，活细胞样品首先与植入制剂混合，而后放在诸如平行板之类的电极之间。然后，该电极将电场施加给细胞/植入物的混合物。

在电打孔的体内应用中，提供各种各样构型的电极，例如卡钳，这种电极夹紧覆盖着待治疗细胞区的外皮。另外，针形电极可以刺入患者身体，以便访问较深部位的细胞。在这两种情况下，将植入制剂注入治疗区之后，电极将电场施加给该治疗区。完成体内电打孔的系统实例包括Electro Cell Manipulator ECM 600型产品和Electro Square Porator T820，两者都是由Genetronics有限公司的BTX分部制造和得到的。

在用化疗制剂治疗某些类型的癌症时，使用足以杀死癌细胞又不过分地杀死正常细胞的大剂量药物是必要的。如果化疗药物能够直接进入癌细胞内部，这个目标就能实现。某些最好的抗癌药物(如博莱霉素)在正常情况下不能有效地穿越某些癌细胞的细胞壁。但是，电打孔使博莱霉素插入该细胞成为可能。

一般的说，治疗方法是将抗癌药物直接注入肿瘤并将电场施加给一对或多对电极之间的肿瘤。药物分子悬浮在肿瘤细胞之间、之内和周围的填隙流体中。借助给肿瘤细胞电打孔，迫使毗邻大量肿瘤细胞的药物分子进入该细胞，随后杀死癌肿瘤细胞。“电化学疗法”是通过电打孔直接将化疗药物送入肿瘤细胞的治疗方法。

已知的电打孔技术(体外和体内两者)是通过对定位在治疗区周围的电极施加短暂的高压脉冲来发挥作用的。在电极之间产生的电场使细胞壁暂时变成多孔的，而后植入制剂的分子进入细胞。在已知的电打孔应用中，这个电场包括在1000V/cm数量级上持续100μs的单方波脉冲。应用已知由Genetronics有限公司的BTX分部制造的Electro Square Porator T820可以产生这样的脉冲。业已发现，在将电打孔应用于许多身体器官和体内肿瘤时针形电极是非常有用的。

在某些情况下，电场实际上将损伤被电打孔的细胞。例如，过强的电场可能由于在细胞壁上形成永久性的孔而损伤细胞。在极端的情况下，电场完全可能破坏细胞。人们希望得到有可选择的针形电极阵列的改进的电打孔方法和装置。本发明概述

本发明提供一种电打孔治疗装置，该装置可用于处理细胞，特别是肿瘤细胞，以便杀死这些细胞。

本发明的主要方面包括一个电极模板装置。这个电极模板装置包括一个具有对置表面的主支撑零件、多个穿过支撑零件和对置表面的孔、多个在支撑零件上分别与多个孔中的至少一个孔连接的导体、多个可以有选择地穿过多个孔使每个导体与至少一个电极连接的电极、以及导体和电源之间的连接装置。电极模板装置被用于给细胞施加高压电场以便将治疗剂引入该细胞。

按照本发明的另一方面，该装置包括一个具有对置的平行表面的主支撑零件、多个排成矩形阵列并且穿过支撑零件和对置表面的孔、多个在支撑零件上分别与多个孔中的至少一个孔连接的导体、多个安装在多个孔中使每个导体与至少一个电极连接的针形电极、以及导体和电源之间的连接装置，其中所述针形电极至少有一个具有管形构型以便将制剂注入组织。组织与制剂接触，并且将高幅度的电信号施加给细胞，以便在有制剂存在的条件下给细胞电打孔。附图的简要说明

图1是说明使用本发明的示范性实施例的系统的透视图。

图2是展示图1所示实施例的侧视图。

图2A是说明针形电极尖的一个实施例的细节的局部放大的侧视图。

图3是图1所示接插件的第一层即PC板。